專利名稱：一種多功能報警密碼鎖的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及密碼鎖和報警技術領域，主要提出一種安全性較高的多功能報警密碼鎖。
現在已提出的帶報警的電子密碼鎖有多種結構設計，它們的結構主要由鎖執行機構、控制部分及報警裝置等組成。都具有對輸入碼的識別、延時動作等功能，但大都缺少對詳細使用數據的自動記錄和調閱能力。個別雖有此項功能但存在著存儲容量小，所存信息范圍窄，不能全面反映使用情況，斷電數據丟失，以及通過卷動覆蓋等手法可以人為掩蓋數據等缺陷。在專利ZL94211931.2中給出了一種多功能電子鎖，有提供準確使用數據的能力，但其讀出數據另需配備昂貴的設備。且結構不適用于保險柜等安全要求高的場合。另外，現有的電子密碼鎖與遠端報警器之間的信號傳輸回路防攻擊能力較差。其控制電路因干擾等原因造成死機時，容易出現誤開鎖等問題。
本實用新型的目的，在于避免現有產品不足之處，而提出一種適用于保險柜、金庫門、防盜門等安全性要求較高場合的多功能報警密碼鎖使其能夠詳細地自動記錄使用數據，且數據的讀出方便、簡捷、成本低廉，其與遠端報警器之間的信號傳輸回路具有較強的防攻擊能力；同時還可外掛傳感模塊，同時監視其它物體的振動或移動情況，其連線同樣有防攻擊能力；另外再加上防誤動作電路使鎖的可靠性大為提高。
本實用新型的目的可通過以下措施達到鎖體主要由鎖執行機構和以單片機為核心的控制部分組成，在鎖體和遠端報警器之間的信號傳輸回路在鎖體一側串有限流電阻，防反向二極管以及防過流熔斷絲。在遠端報警器一側設置有光電隔離器件，使其與報警器電路保持隔離，遠端報警器如不能從信號傳輸回路中檢測到正常信號，即認為是有警情發生而發出警報，在線路出現短路、斷路、高壓等情況下均不能達到阻止遠端報警器報警的目的。
另外設置外掛的傳感模塊，固定在其它需要監測振動或移動的物體上，與鎖體之間通過三根電線連接，一根是鎖體內電源經一限流電阻，防反向二極管，給外掛傳感模塊供電，一根是傳感模塊的地線在鎖體一側經一防過流熔斷絲到控制電路的地。另有一信號線在外掛傳感模塊內連在振動感應器的開漏輸出端，同時經一電阻和一磁開關常閉觸點接電源正端。信號線在鎖體內經一電阻到地，同時還經一保護電阻到兩只電壓比較器的不同極性的兩個輸入端。因比較器輸入阻抗較高，外掛傳感模塊的功耗也非常低，這樣，在正常情況下(外掛傳感模塊中磁開關常閉觸點閉合，振動感應器輸出禁止)，信號線上的電平近似為外掛傳感模塊供電的線路中的限流電阻、二極管管壓降、外掛傳感模塊中信號線與電源之間的電阻與信號線在鎖體一側接地的電阻的分壓。鎖體內上述兩個比較器的另外兩個不同極性輸入端，分別由分壓電阻取兩個參考電壓，其中正極性的輸入端取的參考電壓高于信號線上正常情況的電壓；負極性輸入端取得的參考電壓低于信號線上正常情況的電壓。當外掛傳感模塊發生以下情況磁開關常閉觸點斷開或振動感應器檢測到振動并輸出低電平，或信號線斷路或與電源或地短路，都將造成兩個比較器中的一個反轉，單片機檢測到此信號后，即可做出相應處理，也即達到了鎖體內單片機通過外掛傳感模塊對其它物品的移動、振動進行監測的目的。同時線路的短路、斷路等攻擊也不能達到切斷檢測的目的。
鎖體的控制核心單片機將鎖的使用數據，以規定的格式和順序記錄在E2存儲器內，其中時間可直接記錄，發生的事件如振動、外掛傳感模塊報警、復位、上電等，分別以各自定義的代碼記錄。E2存儲器的存儲空間是卷動使用的，并且通過單片機軟件設定最短卷動一遍的時間，單片機驅動顯示器件可將上面存儲的數據，按規定的格式和順序逐條顯示出來。
顯示器件可以是一位或多位數碼管，也可以是液晶顯示器件，當使用一位數碼管作顯示器件時，數碼管的公共端加一個由單片機控制的可關斷的驅動器，數碼管的七個顯示段各經一限流電阻后，由單片機的七根輸出線控制，這七根輸出線同時兼作鍵盤矩陣的列線。這樣可節省輸出線，進一步降低成本。當需顯示時，數碼管的公共端的驅動器打開，單片機通過改變驅動數碼管各段的輸出線上的數據，達到顯示不同字符的目的。顯示每條使用數據以起始符開始，接著順序顯示月、日、時、分、事件代碼，它們之間加入間隔符，最后以結束符結束本條數據的顯示。當單片機需要讀鍵盤時，可關斷數碼管公共端的驅動，復用的輸出線作為鍵盤矩陣的列線掃描鍵盤，且不會造成顯示混亂。
鎖執行電磁鐵的驅動同時由單片機的兩根輸出線控制，一根高電平有效，一根低電平有效，且它們是與的關系。構成防誤動作電路，以降低因單片機故障造成誤開鎖的概率。
本實用新型與現有產品相比有以下優點具有高可靠性的遠端報警功能，其信號傳輸回路在遇到短路、斷路、高壓等攻擊的情況下，均不能達到阻止遠端報警器報警的目的；通過外掛傳感模塊，可擴大保護范圍，其間連線也具有較強的防攻擊能力，使產品在使用中安全性有較大提高；以較低的成本實現了使用數據的自動存儲和顯示，且存儲容量大，存儲信息詳細，不怕掉電；防誤動作電路增強了系統可靠性。
本實用新型實施例有下列附圖
圖1是本實用新型結構邏輯框圖。
圖2是本實用新型操作面板示意圖。
圖3是本實用新型電原理圖。
圖4是外掛傳感模塊及接口電原理圖。
圖5是遠端報警器及接口電原理圖。
結合附圖給出的實施例對本實用新型加以進一步說明在圖1中，本多功能報警密碼鎖由鎖體(A)、遠端報警器(B)和外掛傳感模塊(C)三大部分組成。
鎖體(A)由裝在殼體(1)內部的控制電路板(2)、電源(3)、執行電磁鐵(4)、喇叭(5)、磁開關(6)和裝在使用中與鎖體有相對運動的物體(如門框)上的磁鐵(7)、以及鍵盤(8)和顯示器件(9)構成。
遠端報警器由殼體(14)、電源電路(15)、遠端報警器電路板(10)、報警指示燈(11)、工作指示燈(12)、報警喇叭(16)、消音按鍵(13)等構成。遠端報警器電路板(10)與鎖體控制電路板(2)通達電纜(17)連接。
外掛傳感模塊由殼體(21)、傳感電路板(18)、磁開關(19)和磁鐵(20)構成。傳感電路板(18)與鎖體控制電路板(2)通過電纜(22)連接。
在圖2的鍵盤中，0-9供輸入密碼用，A，B兩鍵作為操作功能鍵。
在電原理圖(圖3)中，系統以單片機(U1)為核心，配有E2存儲器(U2)(例如24LC16可存儲200條以上使用數據，掉電數據不丟失)存儲數據。在每次事件發生后，單片機以時間(月，日，時，分)加事件代碼的格式存儲使用數據，存儲空間是卷動使用的，并且通過單片機軟件設定最短卷動一遍的時間，例如設定為48小時，則48小時以內的使用數據就不能通過卷動覆蓋的手法掩蓋。磁開關(K1)給單片機提供門位置信號。振動感應器(U3)監測振動發生并向單片機發出信號。顯示器件由一位共陽數碼管(U4)構成，其共陽端經一PNP三極管T2接電源，T2的基極經一電阻由單片機一輸出口P1.0控制，數碼管的七個顯示段(a，b，c，d，e，f，g)的陰極各經一限流電阻(R20-R26)到單片機的七根輸出線(P1.7-P1.1)，這七根輸出線中的六根(P1.7-P1.2)同時兼作2×6鍵盤中的六根列線。當需顯示時P1.0輸出低電平，T2導通，單片機通過改變P1.7-P1.1上的數據達到顯示不同字符的目的。當讀鍵盤時，P1.0輸出高電平，數碼管則不會顯示。鍵盤矩陣的兩根行線接單片機兩根輸入端(P2.0，P2.1)，單片機通過掃描2×6矩陣取得鍵值。鍵盤由十個數字鍵(0-9)和兩個功能鍵(A，B)組成，裝在鎖體的正面，供操作者鍵入密碼開鎖，也可鍵入控制指令如更改密碼、調整時間、讀取E2存儲器內的數據等。當鍵入讀E2內數據的指令后，單片機以當前的地址指針從E2存儲器內讀取距現在最近的一條數據，按照一定格式逐位從數碼管顯示出來，比如
則數碼管先顯示起始符
，停幾秒再顯示“0”，再停幾秒再顯示“8”，再停幾秒再顯示間隔符“-，以此類推直至本條的結束符
操作者可記錄下顯示內容，再對照預先的規定，如
假如代碼“3”代表“鎖體發生振動并報警”，則上述一條數據的含義即是八月十九日五點四十五分鎖體發生振動并發出報警”。單片機可繼續前移地址指針讀取上一條數據，并送顯示，以此類推。達到用戶查閱以前使用記錄的目的。殼體在顯示器件處開有窗口以便觀察。
執行電磁鐵的線圈L1由驅動三極管T3驅動，其控制部分由單片機的P2.6，P2.5，電阻R4，R5，R6，和三極管T4，T5，T6構成，只有當P2.6為低電平，同時P2.5為高電平時驅動三極管T3方導通，電磁鐵動作。因為單片機發生異常情況時，其同一輸出口的兩個不同位同時為高電平或同時為低電平的概率遠大于一個為高電平，一個為低電平，所以本電路盡可能地降低了因電路故障導致的誤開鎖的概率。
單片機(U1)輸出端P3.0在報警時輸出音頻方波，通過三極管T1驅動喇叭發出報警音響。
單片機(U1)輸入端P2.2與外掛傳感模塊接口(SAFE-10.SCH)相連，參見圖4。
單片機(U1)輸出端P2.7與遠端報警控制器接口(SAFE-11.SCH)相連，參見圖5。
在圖4中，虛線內部分裝在外掛傳感模塊中，通過三根導線X1，X2，X3與鎖體內電路相連。在鎖體控制電路中，電源VCC經限流電阻R2，防反向二極管D3、D4，導線X1，為外掛傳感模塊提供電源，外掛傳感模塊的地由X3返回鎖體后經防過流熔斷絲F1到鎖體控制電路的地。信號線X3在外掛傳感模塊內連在振動感應器(U9)的開漏輸出端(OUT)，同時經電阻R34和磁開關常閉觸點(K2)到電源端，它在鎖體一側的控制電路中，經電阻R18到地，同時經保護電阻R15到電壓比較器U5-2的正輸入端和電壓比較器U5-1的負輸入端。因為U9的功耗非常低，而電壓比較器的輸入阻抗又非常高，所以正常情況下信號線X2上的電位V2取決于R2、D3、D4、R34和R18的分壓。電壓比較器U5-2的負輸入端電位V3由電阻R14、R17分壓得到，使V3＜V2。電壓比較器U5-1的正輸入端電位V4由R13、R16分壓得到，使V4＞V2，這樣，正常情況下，電壓比較器U5-1、U5-2的開漏輸出端都為高電平，當外掛傳感模塊(U9)輸出低電平或磁開關的常閉觸點(K2)斷開或傳輸線路斷路、短路都將造成不等式V3＜V2＜V4不再成立。則電壓比較器U5-1、U5-2必然有一個輸出低電平，單片機U1由輸入端P2.2接受到此信號后，如此前沒有鍵入正確密碼，即可發出警報，通過R8、T1驅動喇叭發出音響，并將數據存入E2存儲器U2，停止P2.7的正常脈沖信號以啟動遠端報警器。
在圖5中，虛線內部分裝在遠端報警器中，通過連線X4，X5與鎖體內電路相連。在鎖體控制電路中單片機(U1)輸出端P2.7經一電阻R1到三極管T3基極，T3發射極接電源，集電極經電阻R3，防反向二極管D2到連線X4。X5在瑣體內經防過流熔斷絲F1到地。在遠端報警控制器中，X4，X5接光電隔離器U7的輸入，其輸出的集電極接電源，發射極經電阻R30到地，同時連單片機(U8)的輸入端P1.3，這樣由單片機(U1)通過P2.7發出的脈沖信號經T3、R3、D2、X4、U7，可由單片機(U8)從P1.3讀取到。當單片機(U1)進入報警狀態，或鎖體控制電路不能正常工作時，停止發出此脈沖信號，或傳輸線路(X4，X5)發生斷路、短路或遇高壓時，遠端報警器中的單片機(U8)不能如期接收到此脈沖信號，即發出報警由P1.4，R33，T7驅動喇叭SP2發出報警音響，點亮報警指示燈L1。此時值班人員可先按消音鍵AN，單片機則停止發出音頻報警信號。
權利要求1.一種多功能報警密碼鎖，鎖體主要由鎖執行機構和以單片機為核心的控制部分組成，其特征是a.鎖體與遠端報警器之間的信號傳輸回路，在鎖體一側串有限流電阻R3，防反向二極管D2以及防過流熔斷絲F1；在遠端報警器一側設置有光電隔離器件U7，與報警器電路保持隔離；b.在鎖體外設置外掛傳感模塊，固定在其它需要監測振動或移動的物體上，與鎖體之間通過三根電線連接，一根是鎖體內電源經一限流電阻R2，防反向二極管D3、D4，給外掛傳感模塊供電，一根是傳感模塊的地線在鎖體一側經一防過流熔斷絲F2到控制電路的地；另有一信號線在外掛傳感模塊內連在振動感應器U9的開漏輸出端OUT，同時經一電阻R34和一磁開關常閉觸點K2接電源正端，信號線在鎖體內，經一電阻R18到地，同時還經一保護電阻R15到兩只電壓比較器U5-1、U5-2的不同極性的兩個輸入端；c.設置有以規定格式和順序記錄使用數據的E2存儲器U2，其存儲空間是卷動使用的，并且通過單片機軟件設定最短卷動一遍的時間，由單片機U1驅動的顯示器件9可將上面存儲的數據按規定的格式和順序逐條顯示；
2.按照權利要求1所述的一種多功能報警密碼鎖，其特征是顯示器件9由一位數碼管U4構成，一個由單片機控制的可關斷的驅動器T2驅動數碼管的公共端，數碼管的七個顯示段a、b、c、d、e、f、g，由單片機的七根輸出線P1.7-P1.1控制，這七根輸出線P1.7-P1.1同時兼作鍵盤矩陣的列線。
3.按照權利要求1所述的一種多功能報警密碼鎖，其特征是鎖執行電磁鐵的驅動同時由單片機的兩根輸出線控制，其中一根輸出線P2.5高電平有效，另一根輸出線P2.6低電平有效，且它們是與的關系。
4.按照權利要求1所述的一種多功能報警密碼鎖，其特征是存儲使用數據的格式是時間(月，日，時，分)加上事件代碼。
5.按照權利要求1，2所述的一種多功能報警密碼鎖，其特征是顯示每條使用數據以起始符開始，接著順序顯示月、日、時、分、事件代碼，它們之間加入間隔符，最后以結束符結束本條數據的顯示。
專利摘要本實用新型主要提出了一種適用于保險柜、金庫門、防盜門等安全性要求較高場合的多功能報警密碼鎖。其特點是在遠端報警器內設有光電隔離等器件,使對遠端報警器與鎖體之間的信號傳輸線的斷路、短路等攻擊,不能達到阻止遠端報警器報警的目的。還可外掛傳感模塊,擴大保護范圍,并且其連線同樣具有防攻擊能力。此外還可以自動記錄鎖的使用數據,且數據讀出方便、成本低廉。使鎖的安全性和可靠性都有較大提高。
文檔編號G11B27/36GK2403861SQ9921588
公開日2000年11月1日 申請日期1999年7月3日 優先權日1999年7月3日
發明者王彤 申請人:王彤